فتوولتائیک برای گندزدایی فاضلاب

محققان اسپانیایی سیستم جدیدی را توسعه داده اند که به طور همزمان برق PV تولید می کند و فاضلاب را ضد عفونی می کند، محققان دانشگاه Jaen اسپانیا فناوری جدیدی برای گندزدایی فاضلاب و تولید انرژی PV ایجاد کرده اند.

سیستم Open SoWat برای - تصفیه سومین - آخرین فرآیند در تصفیه خانه های فاضلاب (WWTP) طراحی شده است، این یک ارتقاء فناوری SolWat است که شامل یک فناوری فتوشیمیایی است که ماژول های PV و راکتورهای ضد عفونی آب را یکپارچه می کند.

برای گسترش سیستم به استفاده تجاری، مطالعات تجربی اولیه باید با استفاده از یک نمونه اولیه در مقیاس بزرگ انجام شود و بهینه سازی این فناوری شامل استفاده از پمپ های آب کم مصرف خواهد بود.

به علاوه، یک مطالعه در مورد مصرف انرژی آنها و یک تحلیل اقتصادی از سیستم انجام خواهد شد. (محقق J.Torres)

این گروه تحقیقاتی گفت که این فناوری از طول موج های مختلف تابش خورشیدی برای اهداف متمایز استفاده می کند که از اشعه ماوراء بنفش (UV) و مادون قرمز دور (FIR) برای ضد عفونی کردن آب استفاده می کند و حضور میکروارگانیسم های مضر را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

علاوه بر این تابش مرئی (VIS) و مادون قرمز نزدیک (NIR) برای تولید برق از طریق ماژول فتوولتائیک استفاده می شود.

سیستم Open SolWat با چرخش آب به صورت پویا عمل می کند تا دمای عملیاتی ماژول خورشیدی را کاهش دهد، این ماژول از یک ماژول PV تشکیل شده است که به لطف یک سیستم پمپاژ، یک لایه نازک 1 میلی متری از آب روی آن جریان دارد.

آب در قسمت جلویی پانل پخش می شود و سپس در یک مخزن آب خارجی ساخته شده از پروفیل های L آلومینیومی جمع آوری می شود و یک قیف آب را به مخزن منتقل می کند.

دانشمندان گفتند: مخزن در معرض تشعشعات خورشیدی است و به عنوان یک راکتور ضد عفونی آب خورشیدی عمل می کند، با اشاره به اینکه در پیکربندی کلاسیک SolWat بسته، یک لایه نازک 18 میلی متری از فاضلاب روی ماژول PV اعمال می شود که با شیشه بوروسیلیکات محصور شده است.

برای آزمایش امکان سنجی این سیستم، دانشمندان دو نمونه اولیه ساخته اند - سیستم Open SolWat کوچک و سیستم بزرگ Open SolWat.

آنها توضیح دادند: اولین راکتور فقط از یک پروفیل آلومینیومی L شکل در بالای ماژول PV تشکیل شده بود که مجهز به یک لوله سوراخ دار با 53 میکرولوله برای خروجی آب بود که با فاصله 1 سانتی متر از هم قرار داشت، راکتور دوم یک مخزن آب شفاف و باز با ابعاد 62 در 45 در 18 سانتی متر بود.

بزرگترین نمونه اولیه از یک ماژول 45 وات از سازنده PV Logic، دو راکتور آب و یک پمپ آب جفت مغناطیسی با دبی متوسط 8.9 لیتر در متر ساخته شده توسط شرکت Flojet آلمان استفاده می کند و سیستم کوچکتر از یک ماژول با توان اسمی 5 وات استفاده می کند.

پس از ساخت نمونه های اولیه، محققان آنها را بر روی سقفی در شهرداری لینارس اسپانیا قرار دادند و مجموعه ای از آزمایش ها را انجام دادند، اینها شامل تجزیه و تحلیل فیزیکوشیمیایی و میکروبیولوژیکی و همچنین عملکرد الکتریکی بود.

دانشمندان گفتند: WWTP Linares نمونه‌های آزمایشی را ارائه کرد که مستقیماً پس از تصفیه ثانویه به‌دست آمدند، به این معنی که آزمایشگاهی آماده نشده بلکه آب طبیعی حاوی مواد آلی است.

نمونه‌های معرف همیشه بین ساعت 9 تا 10 صبح در روز هر آزمایش جمع‌آوری می‌شد. آزمایش ها حدود ساعت 11:00 تا 12:00 بعد از ظهر شروع شد، به وقت محلی 2 تا 3 ساعت قبل از ظهر خورشیدی.

مجموعه بزرگتر دارای نوردهی در حدود 95% تا 97% بود، در حالی که نمونه کوچکتر تنها 2.8% در معرض تابش داشت زیرا فاقد مخزن آب خارجی و کاملاً در معرض نور بود و کیفیت آب حاصل از نمونه بزرگتر مطابق با قوانین اسپانیایی و اروپایی است و آن را برای اهداف شهری، کشاورزی، صنعتی و محیطی مناسب می‌سازد.

تنظیم کوچکتر به دلیل سایه جزئی از خود سیستم، اتلاف انرژی تا 2.89٪ را در مقایسه با یک سیستم مرجع بدون خنک کننده نشان داد.

با این حال در مورد راه اندازی بزرگتر، سیستم تولید برق را 15٪ به 21٪ بهبود بخشید. با این وجود، محققان به این نتیجه رسیدند که تاثیر قابل توجهی بر تولید انرژی نهایی راکتورهای کلاسیک SolWat ندارد.

محققان نتیجه گیری کردند: انرژی تولید شده می تواند برای تامین انرژی سیستم پمپاژ SolWat و رفع نیازهای انرژی دیگر در یک تصفیه خانه فاضلاب استفاده شود.

برای دستیابی به این هدف در تحقیقات آتی، در نظر گرفته شده است که سیستم را به یک نمونه بزرگتر تبدیل کنیم و این فناوری را با استفاده از پمپ های کم مصرف آب بهینه سازی کنیم و همچنین مصرف انرژی آن را مطالعه کنیم.

مالکیت معنوی مجله انرژی (energymag.ir) علامت تجاری ناشر است... سایر علائم تجاری مورد استفاده در این مقاله متعلق به دارندگان علامت تجاری مربوطه می باشد، ناشر وابسته یا مرتبط با دارندگان علامت تجاری نیست و توسط دارندگان علامت تجاری حمایت، تایید یا ایجاد نشده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد و هیچ ادعایی از سوی ناشر نسبت به حقوق مربوط به علائم تجاری شخص ثالث وجود ندارد.